Les composants clés des transformateurs immergés dans l'huile
1. Noyau (d'un transformateur ou d'un électroaimant)
Le noyau est la partie la plus importante du circuit équivalent dans les transformateurs immergés dans l'huile. Il est généralement composé d'acier laminé à chaud ou à froid, ou de noyaux magnétiques en oxyde de fer contenant environ 5 % de silicium et d'une épaisseur de 0,35 ou 0,5 mm, recouverts à la surface de peinture anti-corrosion. Ces noyaux sont assemblés par empilement de tôles magnétiques en acier au silicium ou en oxyde de fer. Le noyau est divisé en deux parties : la colonne et la culasse. La colonne est équipée d'enroulements, tandis que la culasse sert à fermer le circuit magnétique. Les formes de base de la structure du noyau sont de type cœur ou de type enveloppe.
2. Enroulement
L'enroulement est une partie du circuit d'un transformateur immergé dans l'huile. Il est généralement fabriqué en enroulant un fil plat en cuivre isolé ou un fil rondeau en cuivre sur un moule d'enroulement. La douille d'enroulement est placée sur la colonne du noyau magnétique du transformateur immergé dans l'huile. L'enroulement basse tension se trouve en couche intérieure, et l'enroulement haute tension est disposé en couche extérieure par rapport à l'enroulement basse tension. Entre l'enroulement basse tension et le noyau magnétique, ainsi qu'entre l'enroulement haute tension et l'enroulement basse tension, des bagues filetées en matériaux isolants sont utilisées pour assurer leur séparation, ce qui est bénéfique pour la tenue en isolation.
3. Huile de transformateur
La composition de l'huile de transformateur dans les transformateurs immergés est assez complexe. Elle est généralement composée de cycloalcanes, d'éthane et d'hydrocarbures aliphatiques. Dans les transformateurs immergés utilisés dans les équipements de distribution d'énergie, l'huile du transformateur joue deux rôles clés : premièrement, elle agit comme couche isolante entre les enroulements et le noyau, ainsi qu'entre les enroulements et le noyau en fer, et à l'intérieur du réservoir d'huile. Deuxièmement, lorsque l'huile est chauffée, elle provoque une convection thermique, ce qui aide à conduire la chaleur vers le noyau en fer et les enroulements du transformateur. Les types courants d'huile pour transformateurs immergés incluent les tailles 10#, 25# ou 45#. Le modèle indique la température à laquelle l'huile commence à se solidifier lorsqu'elle atteint zéro degré Celsius. Par exemple, l'huile « 25# » indique que ce type d'huile commence à se solidifier à -25 °C. La spécification de l'huile doit être choisie en fonction des conditions naturelles locales.
4. Réservoir d'huile
Le réservoir d'huile est installé sur le capot du réservoir d'huile moteur. Le volume du réservoir d'huile représente environ 10 % du poids du réservoir d'huile moteur. Une canalisation assure la liaison entre le réservoir d'huile et le réservoir d'huile moteur. Lorsque le volume du transformateur immergé change avec la température du liquide et s'élargit ou se contracte, le réservoir d'huile joue le rôle de réservoir de stockage et de réapprovisionnement en huile, garantissant ainsi que le noyau et les enroulements restent immergés dans l'huile ; en outre, grâce à l'installation du réservoir d'huile, la surface de contact entre l'huile et l'air est réduite, ce qui diminue le taux de détérioration de l'huile.
Sur le côté du réservoir d'huile, il y a un indicateur de niveau d'huile. Près du tube en verre, se trouvent les lignes de référence relatives à la hauteur du niveau d'huile à -30 °C, +20 °C et +40 °C, indiquant la hauteur relative que le niveau d'huile doit atteindre dans un transformateur immergé dans l'huile non utilisé ; ces lignes de référence permettent de refléter efficacement s'il reste suffisamment d'huile pendant le fonctionnement du transformateur immergé dans l'huile dans diverses conditions.
Des orifices de ventilation sont prévus sur le réservoir d'huile afin de permettre à l'espace supérieur du réservoir de communiquer avec l'atmosphère. Lorsque l'huile du transformateur immergé se dilate ou se contracte sous l'effet de la chaleur, le gaz présent dans la partie supérieure du réservoir peut entrer et sortir par les orifices de ventilation, ce qui fait monter ou descendre le niveau d'huile, empêchant ainsi la cuve de se déformer ou d'être endommagée.
5. Tube d'isolation
Cet équipement constitue une couche isolante importante sur le réservoir du transformateur immergé dans l'huile. La majorité des transformateurs immergés utilisent des tubes isolants en porcelaine pour l'isolation. Grâce aux tubes isolants haute et basse tension, les enroulements haute et basse tension du transformateur immergé sont reliés de l'intérieur du réservoir vers l'extérieur, assurant ainsi l'isolation de la tension entre les enroulements et la masse (carter et noyau) du transformateur immergé. De plus, il s'agit de l'élément principal permettant de connecter et fixer les câbles au circuit externe. Le manchon en porcelaine haute tension est relativement plus haut et plus grand, tandis que le manchon en porcelaine basse tension est relativement plus court.
6. Prises séparées
Pour les transformateurs immergés dans l'huile, modifier le dispositif de prise de l'enroulement haute tension et ajuster la position de la prise permet d'augmenter ou de réduire le nombre de spires dans une partie de l'enroulement primaire, modifiant ainsi le rapport de transformation et permettant la régulation de la tension. Les transformateurs immergés hors service et déconnectés du réseau électrique sont réglés en tension par commutation manuelle de la zone du sélecteur de prises, ce qui s'appelle la régulation de tension à vide.
7. Relais à gaz
Le relais à gaz est raccordé au milieu du tuyau en caoutchouc entre le réservoir d'huile et le réservoir de dilatation du transformateur immergé dans l'huile, et est connecté au circuit de commande pour former le dispositif de protection à gaz. Le contact supérieur du relais à gaz et le signal de gaz léger forment un circuit de commande indépendant, et le connecteur inférieur du relais à gaz est raccordé au circuit externe pour former la protection contre le gaz fort. La position gaz fort provoque l'émission d'un signal d'action gaz fort par le disjoncteur universel haute tension.
8. Tube anti-déflagration
Le tube anti-déflagration est un dispositif de protection de sécurité pour les transformateurs immergés dans l'huile. Il est raccordé à la partie supérieure du couvercle du transformateur immergé dans l'huile. Le tube anti-déflagration est en communication avec l'atmosphère. Lorsqu'une panne se produit et génère de la chaleur, l'huile contenue dans le transformateur immergé s'évapore, ce qui déclenche le relais à gaz afin d'émettre un signal d'alarme ou de couper l'alimentation électrique, empêchant ainsi la cuve à huile de se fissurer.
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